一种低损耗非晶磁粉芯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及非晶磁粉芯软磁材料相关技术领域，尤其是指一种低损耗非晶磁粉芯 的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品的小型化发展趋势，电源的小型化和大电流化要求磁芯材料具有高 饱和磁通密度（Bs)。市场的需求带动了高Bs非晶金属软磁产品的开发。在非晶金属磁粉 的高速急冷制备技术上，从实验室走向了实用化，这为非晶金属软磁产品的工业化生产提 供了坚实的基础。同时非晶金属软磁材料兼具低损耗和高直流偏置的独特优势，成为了工 业和民用高频变压器、互感器、电感的理想材料；在某些场合也是坡莫合金、硅钢和铁氧体 的换代产品，应用前景广阔。
[0003] 专利申请公布号CN103489555A提供了一种铁基纳米晶软磁合金制备方法，其 化学式为：FeaSibBcCudT eREf，T为Ti、V、Mn、Cr、Mo、Nb、Zr、W中的至少一种；RE为La、Y、 Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er中的一种或两种；其中a、b、c、d、e、f为所对应组 分的原子百分数：b= 12?16，c= 4?7，d= 0.5?l，e=l?4，f= 0.5?2，a= (100-b-c-d-e-f-g)。此类铁基纳米晶软磁合金具有接近零的饱和磁滞伸缩系数，高磁导率 和高饱和磁感应强度，可代替钴基非晶合金应用于精密电子元器件磁芯制造领域。专利申 请公布号CN103559974A提供了一种非晶纳米晶复合磁粉芯及其制备方法，其非晶纳米晶 复合磁粉芯，主要由铁基非晶粉末、铁基纳米晶粉末、有机粘结剂和绝缘剂组成，绝缘剂采 用无机氧化物、碳化物和氮化物的混合物，有机粘结剂和绝缘剂的重量分别占两种粉末总 重量的〇. 5?2wt%和0. 5?4wt% ;其制备方法包括非晶带材脆化处理、机械法破碎成粉 末、筛分、钝化处理和绝缘包覆、模压成形、热处理；其制备的复合磁粉芯在中高频下具有优 良的软磁性能、热稳定性和机械强度，可被大量用于各种开关电源模块上的滤波、稳流（扼 流）、储能等各种电感元件。以上专利性能制得的非晶磁粉芯在l〇〇〇e磁场强度条件下直流 叠加性能均集中在65%左右，损耗在100K/100mT条件时不明确。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种磁损耗低且直流叠加 性能好的低损耗非晶磁粉芯的制备方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 一种低损耗非晶磁粉芯的制备方法，通过添加合适的耐高温绝缘材料，及选择合 适的绝缘包覆方法，通过压制成型及高温退火工艺，制备得到磁导率在60?90之间和具有 较好强度的非晶磁粉芯，具体操作步骤如下：
[0007] (1)通过退火处理单棍快淬法制备的Fe基非晶带材，并利用机械磨和气流磨复合 破碎非晶带材制备非晶软磁合金粉末；
[0008] (2)软磁合金粉料在磷酸、硝酸和铬酸混合水溶液中反应，在反应过程中要不断搅 拌，在100?200°C下反应0? 5?2小时；
[0009] (3)软磁合金粉料在成膜处理后，加入绝缘剂，其为高岭土、云母粉、氧化锆或氧化 铝粉中的一种或几种混合物；
[0010] (4)绝缘剂搅拌均匀后，加入钾水玻璃、水玻璃、复合磷酸盐和Si02溶胶中的一种 或几种，搅拌均匀，在120?250°C下保温烘干，保温时间为1?5小时；
[0011] (5)粉料保温烘干后添加有机粘接剂，其为环氧树脂、聚酰亚胺，酚醛树脂和氰酸 脂中的任一种或多种，用无水乙醇为稀释剂，稀释比例1 : 20;
[0012] (6)压制成型前加入硬脂酸锌或硬脂酸镁的一种作为润滑剂，混合均匀后在15? 21T/cm2压力下压制成磁芯；
[0013] (7)非晶磁芯首先在空气中200±5°C下保温1?3小时，再在N2气氛下升温至 450?500°C进行退火处理，保温时间为10?50分钟，退火时氧含量控制在40ppm以下；
[0014] (8)磁芯喷涂环氧树脂漆；
[0015] 其中：该非晶软磁合金粉末的组成以原子比为：Fea(l(l_a_b_e_ x_y_z_t) CraMobAlcPxSi yBzNbtCq，其中a为1?4;b为 0? 1?1 ;c为0 ?3;x为0.01?1.5;y为 0.2 ? 5;z为 0? 5 ?6;t为 0? 01 ?1;q为 0? 1 ?0? 5。
[0016] 本发明通过添加合适的耐高温绝缘材料，及选择合适的绝缘包覆方法，通过压制 成型及高温退火等工艺，制备磁导率（y)在60?90之间并且具有较好强度的非晶磁粉 芯，其不仅磁损耗低，而且具有较好的直流叠加性能。
[0017] 作为优选，在步骤（1)中，所述的Fe基非晶带材为Fe-Si-B-C非晶合金，其中原子 摩尔百分比为：Si(l. 5?3. 5at% )，B(12?16at% )，C(1?2at% )，其余量为Fe。
[0018] 作为优选，在步骤（1)中，制备的非晶软磁合金粉末粒度分布情况：100-200目粉 末占软磁合金粉末总重量的30?50%，200-300目粉末占软磁合金粉末总重量的50? 70%〇
[0019] 作为优选，在步骤（2)中，磷酸、硝酸和铬酸三种酸的摩尔比为1 : 0.8 : 0.5,其 占软磁合金粉末总质量的质量分数为0. 05?0. 30%。
[0020] 作为优选，在步骤（3)中，绝缘剂占软磁合金粉末总质量的质量分数为0. 1?1%。
[0021] 作为优选，在步骤（4)中，添加量占软磁合金粉末总质量的质量分数为0. 2?2%。
[0022] 作为优选，在步骤（5)中，有机粘接剂的添加量占软磁合金粉末总质量的质量分 数为0. 1?3%。
[0023] 作为优选，在步骤（6)中，润滑剂占软磁合金粉末总质量的质量分数为0. 1?2%。
[0024] 作为优选，在步骤（8)中，所述环氧树脂漆的喷漆厚度为0.3?0.5mm。
[0025] 作为优选，制备所得的非晶磁粉芯在100K/100mT条件下损耗低于500mW/cm3;在 l〇〇〇e磁场强度条件下，非晶磁粉芯的直流叠加性能在65?70%之间。
[0026] 本发明的有益效果是：制备磁导率（i〇在60?90之间并且具有较好强度的非晶 磁粉芯，其不仅磁损耗低，在100K/100mT条件下损耗低于500mW/cm3;而且具有较好的直流 叠加性能，在l〇〇〇e磁场强度条件下，直流叠加性能在65?70%之间。
【具体实施方式】
[0027] 下面【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0028] 实施例1 :
[0029] 将单辊快淬法制备的Fe基非晶带材经行脆化热处理，作为优选，Fe基非晶带材 为Fe-Si-B-C非晶合金，其中原子摩尔百分比为：Si(l. 5?3. 5at% )，B(12?16at% )， C(1?2at% )，其余量为Fe;对Fe基非晶带材进行机械磨和气流磨复合破碎，得到Fe基非 晶软磁合金粉末；取非晶软磁合金粉末粒度在100-200目的70克，200-300目的130克，搅 拌混匀；加入摩尔比为1 : 0.8 : 0.5且质量分数为0.15%的磷酸、硝酸和铬酸混合水溶 液，在反应过程中要不断搅拌